机械效率讲义1、公式①必须要做的这部分功叫做有用功;虽然不需要,但又不得不做的那部分功叫额外功或无用功;两者的总和叫总功。W总=W有用+W额外%100总有用WW②对于滑轮组而言的公式运用(不可直接用):nFGFshGWW物物总有用η③对于斜面而言的推导公式(拓展,不要求):FLhGWW物总有用η2、特点①η永远小于1(因为永远有摩擦,所以永远有额外功)②不同条件下,同一机械的η可能不同.③斜面坡度越陡,η越大,与G物无关.3、改变η:提升减少减少用轻质材料制动滑轮减少加润滑剂额动WG②f①例1:机械效率越高,表示()A.做的功越多B.做功的本领越大C.越省力D.有用功与总功的比值越大例2:如图所示,建筑工人用滑轮提升重320牛的泥袋。滑轮重20牛,不计摩擦与绳重。在拉力的作用下,物体以0.1米/秒的速度匀速上升,则建筑工人的拉力为__________牛。在10秒内建筑工人所做的功为__________焦耳。例3:如图5所示的动滑轮,把重400N的物体匀速提高2m,所用的拉力为250N,则这个动滑轮的机械效率是()A.62.5%B.80%C.53.5%D.20%例4:杭州市政府投巨资于民生工程,对背街小巷实施景观改造。施工中,一建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计摩擦及绳重(如右图所示)。若工人在5s内将泥桶匀速提高2m.求:(1)工人使用滑轮组时做的有用功为焦。(2)工人拉绳子的力为牛;拉力的功率为瓦。(3)滑轮组的机械效率为例5:用如图所示的滑轮组将重2540牛的物体提高1.7m,若不计摩擦,也不考虑滑轮和绳重,求:(1)绳端的拉力F为多少大?(2)绳子自由端移动多少米?(3)若考虑各种阻力,则须在绳子自由端施加800牛的力,求滑轮组机械效率为多少?例6:重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N,为使物体匀速移动,必须在绳端加以60N的水平拉力,则滑轮组的机械效率约为__________.若物体移动速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功是__________J想一想:一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图10所示。若车重为8×l04N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组的机械效率为80%,问:(1)该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.1m/s,则司机做功的功率是多少?AF《机械效率》练习题一、填空题1.一台起重机将3600N的货物提高4m,如果额外功是9600N,起重机做的有用功是_____________,总功是___________,机械效率是___________。2.利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m,设动滑轮重10N,绳重和摩擦不计,则利用动滑轮所做的额外功是_____________,总功是___________,这个滑轮组的机械效率是___________。3.如图1所示,物重40N,滑轮重10N,用力F匀速向上提起重物时,拉力F的大小为_________,滑轮组的机械效率是___________。(绳重和摩擦不计)4.某机械的机械效率为80%,使用它做400J的有用功,需同时做_________J的额外功。5.如图2是测定滑轮组的机械效率的实验装置,除了图中器材外,还需要___________和___________;除钩码重外,还要测出的数据有___________、____________、__________;弹簧测力计的拉力方向应__________,钩码应___________上升;将图中钩码减少一个,则滑轮组的机械效率将__________。6.如图3所示,物体A的质量是100kg,在力F的作用下物体以0.5m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2,滑轮组的机械效率为80%,则5s内拉力的有用功是______J,拉力F是______N。(g取10N/kg)7.用图4所示的滑轮组甲和乙,提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲,乙滑轮组的机械效率为η乙,则可判定η甲______η乙;如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物,机械效率为η1,第二次提起重为G2的重物(G1G2),机械效率为η2,则可判定η1______η2。(不考虑绳重和摩擦的影响,且动滑轮的重力相等)二、选择题1.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度,做的有用功()A.杠杆最多B.斜面最多C.滑轮组最多D.一样多2.若把一个定滑轮改成动滑轮使用,除了可以省力外,还()A.可以省功B.提高了机械效率C.机械效率不变D.降低了机械效率3.如图5所示,用甲、乙两个滑轮组来提相同重物G,甲图中两个动滑轮共重5N,乙图中一个动滑轮重3N,不计摩擦和绳重,则两个滑轮组的机械效率()A.甲比乙大B.甲比乙小C.一样大D.以上三种情况都可能4.如图6所示,用两个滑轮组提升货物,所用的动力之比为F1:F2=4:3,被提升货物的重力之比为G1:G2=1:2,则两个滑轮组的机械效率之比为()A.4:3B.3:8C.3:4D.1:35.如图7所示的两个滑轮组分别把重力相等的两个物体提升相同的高度,所用的拉力F1=F2,比较两拉力所做的功W1.W2及两滑轮组的机械效率η1.η2,则有()A.W1W2,η1η2B.W1W2,η1η2C.W1=W2,η1=η2D.W1W2,η1η26.用两个定滑轮和两个动滑轮组成一个滑轮组,(动滑轮的重力不能忽略)用此滑轮组提起重力为200N的物体,如果提起物体所需要的力是50N,则此滑轮组的机械效率为()A.60%B.65%C.80%D.85%7.用相同的定滑轮和动滑轮,组成甲、乙两个滑轮组,如图8所示,用它们来提升同一重物,甲滑轮组将重物举高1m,乙滑轮组将重物举高2m,在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是()A.甲滑轮组拉力大,机械效率低B.乙滑轮组省力,所以它的机械效率高C.乙滑轮组将重物举得高。所以它的机械效率高D.乙滑轮组做的有用功多,但甲、乙机械效率相等三、作图和实验题(每空1分,2题4分,共13分)测定滑轮组的机械效率。选用的滑轮每个重0.6N,每个钩码重2N,弹簧测力计的最大量程为2.5N。现挂3个钩码:1.要完成此实验最少需_______个定滑轮,______个动滑轮。2.在方框中画出实验装置图。3.绳子自由端的拉力至少为_______N。4.在实验中_______拉动绳子时,弹簧测力计示数为2.5N,钩码升高10cm,则有用功为_______J,总功为______J,机械效率为_______。5.在实验中若被提升的物体重力一定,则适当_________(填“增加”或“减小”)动滑轮个数,就越省力。滑轮组的机械效率就越_____。四、计算题(1题6分,2题6分,共12分)1.某建筑工地的工人利用滑轮组把一车砖匀速拉到5m高的楼上,共做有用功1.5×104J:(1)这车砖重多少牛?(2)如果滑轮组的机械效率是60%,要用200N的力把车拉上去,绳子要拉下多少米?2.方芳用一杠杆把重1000N的重物从地面匀速提升到二楼阳台上,她设计的杠杆动力臂与阻力臂之比为4:1,假定在提升过程中其力臂比不变,则在理想情况下,用多大的力就可达到目的?实际上她用300N的力才把重物提起,则此杠杆在提升过程中的机械效率约为多大?(提示:动力臂与阻力臂之比为4:1,则动力移动距离与阻力移动距离之比就是4:1。)3.用图1所示装置提升重为900牛的物体A,加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升.求:(1)求此时滑轮组的机械效率;(2)若不计绳重和摩擦,求动滑轮的重;(3)若提升的重物改为1200牛,此时滑轮组的机械效率又为多少?(4)在(3)问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起?4.用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动,所用拉力F的大小为40牛.(1)不计轮和绳的重力以及摩擦,求:物体A所受的摩擦力.(2)若滑轮组的机械效率为80%,求:物体A所受的摩擦力.5.如图4用40牛的拉力使物体匀速上升,不计绳重和摩擦,整个装置的机械效率为75%.求:(1)物体和动滑轮的重各是多少?(2)若绳能承受的最大拉力为50牛,此装置的机械效率最大可提高到多少?6.如图5,用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米,拉力F做的功为1280焦,(不计绳重和摩擦)求:(1)拉力的大小;(2)若动滑轮重为12牛,机械效率为多少?